高速線材軋機錐套故障分析（xī）與改進，高線技術-河南軋鋼機械設備有限公司

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高速線材軋機錐套故障分析與改進，高線技術

發布時間：2021-10-06 瀏覽：次

1 、概述

懸臂（bì）式高精（jīng）度高速線材生產線的預精軋機（jī）、精軋機。預精（jīng）軋機為平- 立交替布置, 精軋機為45°側交布置, 其軋輥軸與輥環之間采用摩（mó）根進（jìn）口錐套式無鍵聯接。錐套(見圖1) 用於支撐和固定輥環。錐套裝入輥環的內孔, 裝配時保證輥環以（yǐ）軋輥軸的軸肩定（dìng）位, 然後通過專用液壓裝卸工具將錐套（tào）的錐形內孔漲緊在帶有錐度的軋輥軸和（hé）輥（gǔn）環之間。輥環內孔與錐套外圓、錐套內（nèi）錐（zhuī）孔與軋輥間均為過盈配合麵, 以此來保證錐套不會在軋輥軸上產（chǎn）生軸向的移動和周向的（de）轉動。輥環、錐套軋輥軸間精確的裝配, 提高了產（chǎn）品尺寸精度。因摩根軋機進口（kǒu）錐套（tào）價格昂貴, 成本高, 故逐漸采用國產錐套予以替（tì）代, 但在轉化過程中出現了錐套斷裂、軋輥軸被研磨、輥環炸裂等（děng）事（shì）故。

2 、導致錐套（tào）出現故障的原因

2.1 、處理工藝不當

摩根式錐套的材質為 SA E4142 合（hé）金結構鋼(5 250 mm 錐套) 和A ISI17- 4PH 沉澱型耐熱不鏽鋼(5 150 mm 錐套)。其結構(見圖2) 特點是錐套內孔較大, 錐套的壁較薄, 較高轉速為 10 990 röm in, 要（yào）求動平衡力矩（jǔ）達5 000 (N ·m ); 軋輥軸與錐（zhuī）套配合的錐體處接觸麵積大於85% , 並要求錐（zhuī）套尺寸及形位公差精度高（gāo）, 表麵粗糙度為（wéi）014, 內錐孔形狀公差為 IT 5 級, 外徑與錐孔的同軸度位置公（gōng）差為 IT 6 級。錐套國產化時（shí）, 忽視了外方的加（jiā）工（gōng）規範和質量驗收標準, 熱處理工藝導致了鋼材綜合性能差。若表麵未進行鍍鉻處（chù）理, 則錐套的外（wài）表麵易生鏽; 打磨後其尺寸很難達（dá）到要求, 造（zào）成了生產中事故的發生。

2.2 、清潔操作不當

拆卸下來的錐套（tào）在再次使用前要用尼龍網狀砂紙（zhǐ）仔細清洗內錐麵和外圓裝（zhuāng）配麵, 保證裝配麵無（wú）鏽斑（bān）、毛刺、劃痕等表麵缺（quē）陷; 再用皺紋（wén）紙將錐套（tào）擦幹淨, 用專用（yòng）除油氟利昂溶液清洗, 表麵潔淨後（hòu）, 不（bú）得再用手接觸錐套裝配麵; 較後用專用裝配工具將（jiāng）錐套插入輥環的內孔。若（ruò）砂紙太（tài）粗, 則會損傷錐套, 造成錐套表麵劃痕; 若砂紙太細, 則去汙力太弱, 錐套表麵的氧化鐵皮（pí）不（bú）易去掉, 用皺紋（wén）紙將錐套擦幹（gàn）淨的過程中, 皺紋紙會掉毛, 造（zào）成錐套表麵留有毛塵, 很難清洗幹淨。如果錐套表麵清理、油汙清洗不規範, 且裝配不當, 則極易導致錐（zhuī）套研磨報廢（fèi）。

2.3、錐套與輥（gǔn）環尺寸不符

若錐套與輥環過盈配合稍大, 則會造成錐套軸向劃傷且難於裝拆（chāi）; 若兩者（zhě）間隙稍大, 則（zé）會造成錐套徑向劃傷且鏽蝕嚴重, 所以此配合（hé）尺寸至關重要。如果在製造（zào）中隻注重（chóng）各零件的尺寸, 對裝配（pèi）精度、形位公差未給（gěi）予足夠重視（shì）, 則零件加工過程中不可避免地會產生（shēng）的加工偏差, 較（jiào）終綜合反映在裝配精度上（shàng）, 使裝配精度、配合公差達不到要求, 導致錐套提前報廢。

3、改進（jìn）措施

3.1 、錐套材質（zhì）選擇及製造工藝改進（jìn）

常用摩根式錐套的材料為SA E4142, 對應中（zhōng）國（guó）材料為40CrM nM o。通過對錐（zhuī）套結構材質和工藝技術（shù）的不斷（duàn）探索及（jí）與摩根式錐套的對（duì）比, 較終選擇的錐套材（cái）質為40CrN iM oA。

3.1.1 、錐套的材質選擇（zé）

國內外幾種錐套的（de）化學成分如表1 所示。材料 40CrM nM o 和40CrN iM oA 熱處理和力學性能的比較結果如表2 所（suǒ）示。因為錐套在大於800 ℃的高溫環境下工作, 從表2 可知（zhī）40CrN iM oA 是一種在高（gāo）溫下具有高強度和（hé）蠕變強度的高（gāo）淬透性鋼, 經調質處理後組織為均勻細針狀回火索氏體、遊離鐵素體含量 ≤5% , 其熱處理和（hé）力學性能相對較好, 故選用（yòng） 40CrN iM oA 作為錐套（tào）的材料。

3.1.2、錐套的製造工藝改進

錐套製造的（de）工藝流程為模鍛（duàn）製坯→正火→粗車 →調（diào）質→精切削→表麵淬火→表麵鍍鉻→研磨。

工藝改進措施如下:

(1) 正火處理, 去除應力、改善切削性能;

(2) 粗車時留單邊加工餘量（liàng）5 mm;

(3) 調質處理, 溫度860±10°C 油淬, 610±10°C 回火, 硬度（dù）為269～ 312 HB (28～ 34HRC);

(4) 表麵淬火, 硬度為48～ 52HRC;

(5) 表麵鍍鉻, 增強錐套的耐磨性、預防生鏽;

( 6) 研磨, 保證錐套內孔與外圓（yuán）的同軸度為 5 0102 mm。

3.2、製定操作規範

(1) 生產中選擇合適的尼龍網狀砂紙型號, 用綢布替代皺紋紙; 合理編製錐套清理的操作規範（fàn）, 要求操作人員嚴格按照操作規範執行, 避免用手接觸裝（zhuāng）配麵現象的發生; 徹底（dǐ）清洗軋（zhá）輥軸, 保（bǎo）證裝（zhuāng）配表麵無油脂; 錐（zhuī）套、軋輥軸（zhóu）接觸（chù）麵低於85% 不再使用; 使用專用的裝配工具。

(2) 通過對進口圖紙的（de）加工公差、裝配精度重新進（jìn）行查閱（yuè）, 並（bìng）對以前（qián）使用的情況進行（háng）分析總結, 規定（dìng）輥環和錐套間隙為 0101～ 0103 mm; 實行輥環和錐套編號製, 輥（gǔn）環號和錐套號對應安裝（zhuāng）; 裝配時用木錘（chuí）或尼倉錘輕輕、均勻敲打, 嚴（yán）禁用鐵錘敲打, 徹底解決因配（pèi）合尺寸不（bú）合（hé）理引（yǐn）起的錐套報廢。

4、改進效果（guǒ）

通（tōng）過以上（shàng）改進, 錐套的使用壽命延長至3～ 5 個月, 與進口錐套使用壽命相當, 而價（jià）格僅（jǐn）為進口錐套的1ö3 左右。5 結束語采用改進工藝製造的國產錐套工藝技術可行, 且成本僅為（wéi）進口錐套的 1ö3 左右, 經濟效益十分顯著。

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